新工科背景下數學應用型人才協同培養模式研究

許可 宮華 劉芳

【摘要】 在新工科背景下，產學合作、協同育人是使專業符合地方區域經濟建設和行業產業需求的重要手段.而數學統計類專業受學科領域限制，仍存在諸多不足.為了破解數學人才培養與產業人才需求之間的不適應，本文在深入分析數學應用型人才培養面臨的困境的基礎上，針對數學統計類專業特色，以大數據應用、人工智能等產業需求為導向，從產學協作、協同育人出發，在方案制定、課程體系建設、模式創新、效果評價等方面探討了如何構建校企合作的數學應用型人才協同培養模式.

【關鍵詞】新工科;數學應用型人才;協同育人

【基金項目】沈陽理工大學本科教學改革研究項目（SLGJG2019041）;遼寧省普通高等教育本科教學改革研究項目（2018）

伴隨著國家和地方實施“中國制造2025”“互聯網+”等重大發展戰略，以新技術、新產業、新業態為特點的新經濟蓬勃發展.而科學技術與經濟社會發展的新形勢、新任務對應用型本科高校的人才培養提出了迫切的變革要求.自2017年2月以來，中華人民共和國教育部相繼召開了高等工程教育發展戰略研討會、工科優勢高校新工科建設研討會、新工科研究與實踐專家組成立暨第一次工作會議，公布了“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”，發布了《關于開展新工科研究與實踐的通知》《關于推薦新工科研究與實踐項目的通知》，提出要把新工科建設作為引領高等教育改革的有力抓手，助力高等教育強國建設.

2018年3月15日，中華人民共和國教育部在產學合作、協同育人項目中設置了“新工科建設專題”，指出了新工科建設的基本任務是產學合作、協同育人;新工科建設的核心目標是主動面向未來，面向國際，面向地方經濟建設和行業產業需求，推動教育改革，進一步發揮高等教育對經濟社會發展的適應服務與支撐引領的功能;新工科建設的理念是培養應用型、復合型、創新型技術人才服務產業轉型升級.這些都要求我們要問產業需求建專業，構建專業新結構;要問技術發展改內容，更新人才知識體系;要問學生志趣變方法，創新教育方式與教學手段.

一、新工科背景下培養數學應用型人才面臨的問題

應用型本科院校以建設應用型學科專業、培養高層次應用型人才為目的.應用型學科專業是新工科建設的重要載體，不僅包括工科專業，還包括面向應用型人才培養的理科專業.信息與計算科學、應用統計學等數學統計類專業受傳統培養模式的影響以及學科領域的局限，仍存在與企業聯系不足、人才培養與企業需求不匹配、學生實踐能力與創新能力薄弱等問題，主要體現在以下幾個方面.

1.專業在培養應用型人才的過程中對如何認識和處理學科建設與專業建設、基礎學科與應用學科、專業口徑的寬與窄、專業技術教育與綜合素質教育、教學科研與社會服務等關系上出現認識不一、路徑不明等難題.

2.專業人才的培養方式還存在與行業、產業需求不相適應的問題.協同創新與服務社會的能力仍然不足.

3.雖然專業與企業有一定形式的產學合作，但仍存在校企雙方積極性冷熱不均、校企合作對象點對點、校企合作形式單一、校企合作程度表面化和形式化等難題.

因此，為了破解數學人才培養與產業人才需求之間的不適應，使信息與計算科學、應用統計學等數學統計類專業建設凸顯服務產業特色，高等院校必須依據應用型本科院校辦學定位，依托相關企業豐富的IT資源和產業積累，結合專業實際情況，面向大數據、人工智能等新興產業的全產業鏈需求，推動產學合作、協同育人培養模式貫穿共同組建教師隊伍、共同制定人才培養方案、共同構建課程體系、共同參與教育教學過程、共同評價教育教學質量等人才培養的全過程.

二、構建校企合作的數學應用型人才協同培養新范式

新工科背景下的數學統計類應用型人才協同培養應該以大數據應用、人工智能等產業需求為導向，有效利用校企雙方的優勢資源，以學校為主體進行專業共建的全面合作.企業將工程教育的新理念、學科專業的新結構、人才培養的新模式、教育教學的新質量、分類發展的新體系引入專業，推進專業開展新工科研究與實踐的探索.校企雙方共同確定培養目標和培養標準，共同制定培養方案，共同實施培養過程，共同考核培養效果，以滿足學生對未來職業的訴求，如圖1所示.

1.合理確定培養目標

圍繞國家對大數據應用、人工智能技術的戰略發展規劃與地方產業布局，學校應依托企業加強對IT人才的需求調研，及時掌握行業最新的人才能力需求，依據產業結構與人才需求及時調整人才培養目標，對專業進行升級改造，使其符合新工科背景下數學應用型人才的要求.校企雙方以“行業、產業、企業、職業” 所需能力為導向，修訂人才培養方案，以實現與人才市場和企業需求的無縫對接.

2.科學設置課程體系

校企雙方應以產業需求調研分析為基礎，結合人才未來發展趨勢，培養學生在大數據、人工智能等產業發展背景下所需的可持續競爭力.基于普通高等學校本科專業類教學質量國家標準，高等院校調整專業學生所需的知識能力體系和素養，通過校企課程共授，優化課程體系，以企業需求為導向，開發新技術課程，建設學科交叉、專業融合的信息技術課程群.

3.創新培養模式

為了解決專業培養人才與行業企業實際需求的脫節問題，高等院校采用“一能力、兩平臺、三階段”的漸進式應用實踐能力培養新模式.“一能力”是指分析解決問題與實踐動手的工程能力.通過課程實驗、課程設計、項目實訓、科技競賽、企業實習、畢業設計等多種實踐教學環節，以扎實的數理和專業知識為基礎，以職業素養和創新創業為愿景，在不同學期循序漸進地培養學生的工程能力.“兩平臺”是指校內學習平臺和企業校內外實踐基地.平臺以培養學生的工程能力為主要目標，采用混合式模式開展相關課程的教學與實踐，通過校內考核、企業實習準人、實習鑒定、項目實踐等環節優化評價.“三階段”是指“基礎—實踐—應用”的培養模式.第一階段為專業啟蒙與數理基礎;第二階段為專業與綜合工程能力的培養，通過項目實訓和項目開發，培養學生從基本知識能力到工程實踐能力再到崗位職業能力的過渡;第三階段為職業素養與創新工程能力的培養，這是應用型人才培養的重要實戰環節，由企業實習和畢業設計構成.

4.構建專業人才培養質量標準

在課程理論教學和實踐教學的過程中，對通識課、專業基礎課等基礎能力培養環節，校企雙方采用以過程為導向的評價機制;對方向課程、創新實踐周、企業實習、畢業設計等以項目為驅動的綜合工程能力培養環節，校企雙方采用以成果為導向的評價機制.

（1）課程要形成以“學”為中心的質量評價標準，建立教學目標與學習成果的閉環體系.

（2）建立校企評估—反饋—改進的培養過程優化閉環機制，通過分析培養標準、培養方案、實習用人單位評價，構建校企協同育人的評價機制.

（3）完善畢業生跟蹤機制.收集學生從畢業到中期發展的過程數據，評價培養目標與畢業要求的達成度，并邀請杰出校友返校走進教室和實驗室進行交流與討論.

5.加強師資隊伍建設

校企雙方共建教學資源，建設“雙師型”教師隊伍.學校為企業工程師提供到校進行職業素質培訓、專家講座等;企業為學校教師提供前沿技術培訓、項目實戰演練、企業頂崗實習等.

三、搭建校企協同育人實踐平臺，系統培養工程實踐能力

基于企業豐富的大型IT項目開發經驗，結合信息與計算科學、應用統計學等數學統計類專業的特色，學校以算法設計、大數據分析技術為主線，以工程實踐能力和創新能力培養為核心，與合作企業共同構建并完善工程崗位實踐、專題培訓與實踐、在企業全程做畢業設計的“三段式”企業階段培養方案，完善基于能力的培養模式.校企雙方通過建設協同育人的實踐平臺使專業學生具有算法設計與應用、大數據分析與處理的基本能力.

1.校企雙方聯合組建“創新合作平臺”，實現校企協同育人實踐平臺的可持續發展.同時，校企雙方討論信息快速發展時代以學生為主體的創新創業工作方向，對符合開展創新創業活動的項目進行政策指導和技術指導，商討創新創業項目的激勵機制.

2.在校內相關基礎培訓中心，學校主要對學生開展數學軟件基本操作、算法設計、運籌方法、數值分析和數學建模、數據挖掘、深度學習、圖像識別等實踐培訓.

3.在企業建立相關實訓中心之后，教師可以幫助學生結合企業產品開發或生產實際，開展大數據技術、Android/IOS移動應用開發、WEB前端開發、UI設計、PHP網站開發等方向的工程崗位實習、專題培訓與實踐、畢業設計等，培養學生的創新能力和實踐能力，激發學生的創新創業思維.

4.建立開放共享機制

校企雙方聯建的創新合作平臺不僅面向校內開發，而且面向相關專業的學生開發，對其創新創業活動予以指導，使實踐基地成為大學生創新創業實踐項目的孵化平臺.

四、建立校企合作保障措施

為了保證校企合作的順利實施，校企雙方應從合作機制、師資力量、制度等方面開展保障工作，具體體現在以下幾個方面.

1.合作機制保障

校企雙方應設立校企聯合的產學合作、協同育人指導機構.同時，校企雙方應對工作的方向、工作重點進行把握，審核組織結構和人員構成，建立管理機制、發展規劃與年度工作計劃，指導雙方合作（學院共建、專業共建、校企合作強化班等）的各項工作.機構還要設置具體的校企合作工作中心，安排各項具體工作，包括制定各項管理機制、發展規劃、工作計劃，落實校企合作的各項具體工作，定期向指導委員會匯報各項重點工作的進展，分別在企業和學校設立工程實踐教育中心辦公室、實踐教學部、學生管理部等.人員由企業、學校人員各自組成，建立雙方的溝通機制，做到職能互動、充分融合，切實履行各自的職責.

2.師資保障

師資隊伍主要由學校專職教學人員、實驗員和企業專業技術人員組成.學校專職教學人員具有較強的理論基礎和講課經驗，但在工程經驗方面存在不足.針對這一情況，學校應組織教師到企業進行工程實訓，并由企業派出具有豐富工程經驗的技術人員對教師進行工程訓練，鼓勵教師參與到企業實際項目的研發和生產中.

3.制度保障

學校應從教師考核制度、教師聘任制度、企業兼職教師聘任制度等方面制定有關工程型教師職稱評聘、業績考核、工程教師的培養與引進等相關文件和政策，以保證工程型教師隊伍建設.

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